电磁感应复习学案

选修选修 3-23-2 电磁感应复习学案电磁感应复习学案 知识结构：知识结构： 回路中的磁通量变化电磁感应产生的条件 楞次定律特殊情况：右手定则感应电流的方向判定 特殊情况：导体切 感应电动势的大小法拉第电磁感应定律 E=ΔΦ/Δｔ 割磁感线 E=BLV ，涡流电磁感应的实际应用：自感现象（自感系数L） 课标要求课标要求 ：： 1、收集资料，了解电磁感应现象的发现过程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。 2、通过实验，理解感应电流的产生条件。举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。 3、通过探究，理解楞次定律。理解法拉第电磁感应定律。 4、通过实验了解自感现象和涡流现象。举例说明自感现象和涡流现象在生活中和生产中的应用。 知识要点：知识要点： 1．电磁感应现象: 2．感应电流的产生条件①② 3．楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍 。这里的阻碍可以理解为“反抗增大、补偿减小” 。 4．从磁通量变化的角度来看，感应电流“阻碍磁通量变化”。由磁通量的计算式 Φ=BScosα（α 是指 B、S 之间的夹角） ，可知，磁通量变化ΔΦ=Φ2-Φ1有多种形式,主要有： ①S、α 不变，B 改变，这时 ΔΦ= ②B、α 不变，S 改变，这时 ΔΦ= ③B、S 不变，α 改变，这时 ΔΦ=BS（cosα2-cosα1） ④另外还有 B、S、α 中有两个或三个一起变化的情况。此时只能使用公式ΔΦ=Φ2-Φ1。 从阻碍相对机械运动的角度来看，感应电流总是阻碍。 从阻碍自身电流变化的角度来看，感应电流“阻碍自身电流变化”。这就是。 5 ． 楞 次 定 律 的 应 用 ， 可 以 分 为 五 步 ： ① 确 定 研 究 对 象 ② 确 定 原 磁 场 方 向 ； ③； ④（增反减同增反减同） ； ⑤根据判定感应电流的方向。 6．对一部分导线在磁场中切割磁感线产生感应电流的情况， 右手定则和楞次定律的结论是完全一 致的。 右手定则的内容：让磁感线垂直穿过手心，大拇指指向方向，四指的指向就是导 体内部所产生的的方向．四指的指向还可以代表等效电源的极。 7．法拉第电磁感应定律：感应电动势的大小与，其数学表 达式 E=。一般情况下该关系式表示的是电动势的值。 8．磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率是三个完全不同的物理量。磁通量的符号 是， 磁通量的变化量的符号为， 磁通量的变化率的符号是。 9．导体棒做切割磁感线时，感应电动势的大小与B 成正比，与 L 成正比，与v 成正比，与 θ 成正比。 表达式为 E=。 其特例为 E=。式中的 v 如果是瞬时值，则 E 表示感应电动势的 值。 10．电磁感应现象仍然遵循能量守恒定律，在这里过程中能转化为能。 ①导体切割磁感线发生电磁感应现象中 （发电机） ，导体克服安培力作功的过程，就是能向 能的转化，电能在回路中最后转化为能，其能量关系 W 安=ΔE机=E电=Q。 ②电动机电路中， 欧姆定律 I=U/R 不再适用， 是因为电动机两端的电压U=， 其中表示反电动势，反电动势越大，表示电能向能转化的能力越。其中的能 量关系是 UI=。 11．由于线圈发生变化而产生的电磁感应现象，称为自感现象。自感现象中产生 的感应电动势称作。 这个电动势阻碍导体中。当导体中的电流在增大 时，自感电动势与原电流方向，当导体中的电流在减小时，自感电动势与电流方 向。注意：“阻碍”不是“阻止”，电流还是在变化的。 12．线圈的自感系数与线圈的、、等因素有关。线圈越粗、越长、匝 数越密，它的自感系数就越。除此之外，线圈加入铁芯后，其自感系数就会。 13．自感系数的单位：，有 1mH =H,1μH =H。 14．日光灯构造包括、、。日光灯镇流器的工作原 理是， 镇流器的作用。 15．涡流是指整块导体。 涡流的典型应用有。 难点分析：难点分析： (一).要严格区分磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率这三个概念． 物理量 磁通量 Φ 磁通量的变化量 ΔΦ 单位 Wｂ Wｂ 物理意义 表示某时刻或某位置时穿过某一面 积的磁感线条数的多少 表示在某一过程中穿过某一面积磁 通量变化的多少 表示穿过某一面积的磁通量变化的 快慢 磁通量的变化率 ΔΦ/ΔｔWｂ/S 1.Φ,ΔΦ,ΔΦ/Δｔ大小没有直接关系，可以与运动学中ｖ,Δｖ,Δｖ/Δｔ三者类比。 2．磁通量的变化率 ΔΦ/Δｔ与匝数的多少无关。 3．关于磁通量变化 在匀强磁场中，磁通量 Φ=BScosα（α 是 B 与 S 的夹角） ，磁通量的变化 ΔΦ=Φ2-Φ1有多种 形式，主要有： ①S、α 不变，B 改变，这时 ΔΦ=ΔBScosα ②B、α 不变，S 改变，这时 ΔΦ=ΔScosBα ③B、S 不变，α 改变，这时 ΔΦ=BS(cosα2-cosα1) 当 B、S、α 中有两个或三个一起变化时，就要分别计算Φ1、Φ2，再求 Φ2-Φ1了。 在非匀强磁场中，磁通量变化比较复杂。有几种情况需要特别注意： ①如图所示，矩形线圈沿 a →b →c 在条形磁铁附 abc 近移动， 试判断穿过线圈的磁通量如何变化？如果线圈 a b M 沿条形磁铁轴线向右移动，穿过该线圈的磁通量如 M SN c 何变化？ （穿过上边线圈的磁通量由方向向上减小到零，再变为方向向下增大； 右边线圈的磁通量由方向向下 减小到零，再变为方向向上增大） ②如图所示，环形导线a 中有顺时针方向的电流， a 环外有两个同心导线圈b、c，与环形导线a 在同一平面内。当a 中的电流增大时，穿过线圈b、c 的磁通量各如何变化？在相同时间内哪一个变 化更大？ （b、c 线圈所围面积内的磁通量有向里的也有向外的，但向里的更多，所以 c b a 总磁通量向里， a 中的电流增大时，总磁通量也向里增大。由于穿过 b 线圈向外的 磁通量比穿过c 线圈的少，所以穿过b 线圈的磁通量更大，变化也更大。 ） ③如图所示，虚线圆 a 内有垂直于纸面向里的匀强磁场，虚线圆 a 外是无 磁场空间。环外有两个同心导线圈 b、c，与虚线圆 a 在同一平面内。当虚线圆 c b a 中的磁通量增大时，穿过线圈 b、c 的磁通量各如何变化？在相同时间内哪一 个变化更大？ 。 （二）如何理解楞次定律中的“阻碍”二字的意义。 一般可以从不同的层次加以分析。 具体地说有四层意思需要搞清楚： ①谁阻碍谁?是感应电流 的磁通量阻碍原磁场的磁通量．②阻碍什么?阻碍的是磁通量的变化，而不是阻碍磁通量本身．③ 如何阻碍?当磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反；当磁通量减少时， 感应电流 的磁场方向与原磁场方向相同，即“增反减同”．④结果如何?阻碍并不是阻止，只是延缓了磁通量 的变化快慢．结果是增加的还是增加；减少的继续减少． 从阻碍相对运动的角度来看， 感应电流“阻碍相对运动” （注意不是阻碍运动， 类似于摩擦力） 。 ．．．． 这个结论可以用能量守恒来理解：既然有感应电流产生，就有其他能向电能转化。由于是由相对 运动引起的，那就是机械能减少，转化为电能。 （三）楞次定律的应用 1）右手定则仅适用于导体切割磁感线产生感应电动势（电流）的情况，对于这种情况用右手定则 判断方向较为方便． 2）楞次定律也可